5.4. Определение выхода спирта
Выход спирта — это количество спирта в декалитрах (дал), получаемое из 1 т сбраживаемых углеводов сырья (крахмала, сахара) в пересчете на условный крахмал. Под условным крахмалом зернового сырья и картофеля понимают общее количество сбраживаемых углеводов, которое содержится в них. Под условным крахмалом мелассы и сахарной свеклы понимают сахаристость их, умноженную на коэффициент перевода сахарозы в крахмал, равный 0,95.
Под условным крахмалом зерна, используемого для приготовления солода, понимают количество углеводов, содержащееся в нем, за вычетом 16%, которые теряются в процессе солодоращения.
Под условным крахмалом, содержащимся в культуральной жидкости, понимают количество сбраживаемых углеводов, которое остается непотребленным микроорганизмами в процессе их культивирования.
5.4.1. Расчетные формулы и справочные материалы
Теоретический выход спирта вычисляют по уравнению спиртового брожения
С6Н12О6 ®2 С2Н5ОН + 2 СО2
180,1 92,1 88
Составим пропорцию:
из 180,1 кг гексоз получается 92,1 кг спирта
из 100 кг гексоз --------------------Х кг спирта
Отсюда
кг,
т.е. из 100 кг гексоз должно получиться 51,14 кг безводного спирта.
Относительная плотность спирта составляет 0,78927. Тогда теоретический выход его составит 51,14 : 0,78927=64,79 л на 100 кг или 64,79 дал на 1 т.
Выход спирта из крахмала увеличивается пропорционально отношению молекулярных масс глюкозы и крахмала:
(С6Н10О5)n + nН2О ® n С6Н12О6
162,1 180,1
Теоретический выход спирта из 1 т крахмала будет
(180,1:162,1)×64,79=71,98 дал.
Выход спирта из сахарозы:
С12Н22О11 + Н2О ® 4 С2Н5ОН + 4 СО2
342,2 184,2
кг на 100 кг или 68,2 дал на 1т.
Коэффициент для пересчета сахарозы в условный крахмал 324,2 : 342,2»0,95.
Практический выход спирта меньше теоретического, так как часть сбраживаемых углеводов и образующегося при брожении спирта теряется. В зависимости от вида сырья и технологической схемы практический выход спирта составляет 81,5–93% от теоретического.
Практический выход спирта можно подсчитать на действующем производстве на основании массы переработанного сырья, содержания в нем сбраживаемых веществ, и количества полученного из этой массы сырья безводного спирта по формуле
, (54)
где В — выход спирта, дал/т; Q — объем безводного спирта, полученного за отчетный период, дал; G — масса переработанного за тот же период зернового сырья, т; Кр — условная крахмалистость сырья, %.
Практический выход спирта по отношению к теоретическому (%)
. (55)
На производстве каждый вид крахмалистого сырья перерабатывается с использованием различных технологических приемов (режимы подработки и разваривания, схемы разваривания и осахаривания и т.д.). В связи с этим нормы выхода спирта из каждого вида сырья разрабатываются на основании теоретических и экспериментальных исследований Всероссийским научно–исследовательским институтом пищевой биотехнологии и утверждаются Федеральными органами исполнительной власти. Нормативы выхода этилового спирта из различных видов сырья приведены в таблице 12. При введении технических усовершенствований к нормативным выходам прибавляются надбавки, указанные в таблице 13.
Суммарные потери сбраживаемых веществ (%) определяются по разнице между 100% и практическим выходом спирта
. (56)
Под потерями подразумевается количество условного крахмала, которое выбывает из данного технологического процесса, не может быть использовано ни в каком другом процессе и теряется безвозвратно. К потерям можно отнести:
Таблица 12. Нормативы выхода спирта из 1 т условного крахмала сырья, дал/т
|
Вид сырья |
Схема производства |
|||
|
Периодическая |
Полунепрерывная |
Непрерывная |
Непрерывная с вакуум–охлаждением* |
|
|
Картофель |
64,7 |
65,0 |
65,7 |
66,6 |
|
Кукуруза |
64,0 |
64,3 |
65,0 |
65,9 |
|
Рожь |
62,9 |
63,2 |
63,9 |
64,8 |
|
Пшеница |
63,7 |
64,0 |
64,8 |
65,7 |
|
Ячмень |
62,4 |
62,7 |
63,4 |
64,3 |
|
Овес и чумиза |
61,8 |
62,1 |
62,8 |
63,7 |
|
Просо и гаолян |
63,5 |
63,8 |
64,5 |
65,4 |
|
Гречиха |
61,1 |
61,4 |
62,1 |
64,6 |
|
Вика, чечевица, горох |
59,1 |
59,4 |
60,1 |
63,0 |
|
Меласса |
65,9 |
— |
66,5 |
66,5 |
|
Рис–зерно (нешелушеный) |
61,8 |
62,1 |
62,8 |
63,7 |
|
Рис–крупа |
64,7 |
65,0 |
65,7 |
66,6 |
|
Сорго |
63,5 |
63,3 |
64,5 |
64,6 |
|
Тритикале |
— |
— |
— |
65,5 |
*нормативы даны с учетом надбавок на удлиненный срок брожения или на 60 ч при непрерывно–проточном или циклическом способах брожения, а также на вакуум–охлаждение разваренной массы
Таблица 13. Надбавки к нормативным выходам спирта при введении
технических усовершенствований на производстве
|
Техническое усовершенствование |
Надбавка, дал/т |
|
Удлиненный срок брожения от 48 до 72 ч |
0,8 |
|
в том числе на каждые 6 ч сверх 48 ч |
0,2 |
|
Непрерывно–проточный или циклический способ брожения при сроке 60 ч |
0,8 |
|
Полная замена солода поверхностной культурой микроорганизмов |
0,3 |
|
Частичная замена солода поверхностной культурой микроорганизмов |
0,2 |
|
Полная замена солода глубинной культурой микроорганизмов |
0,7 |
|
Частичная замена солода глубинной культурой микроорганизмов |
0,35 |
|
Осахаривание с вакуум–охлаждением |
0,1 |
|
Сбраживание с рециркуляцией сусла |
0,1 |
потери при подработке зерна, разваривании, солодоращении, расход сахара на размножение дрожжей, потери на брагоректификационной установке.
Виды технологических потерь и их нормативные величины приведены в таблице 14. Суммарные технологические потери при переработке различных видов сырья представлены в таблице 15.
При нарушениях технологического режима возникают дополнительные потери сбраживаемых углеводов, оценить которые можно, пользуясь таблицей 16.
Таблица 14. Виды технологических потерь в спиртовом производстве
|
Вид потерь, стадия процесса |
Норма, % от исходного |
|
Потери при обрушивании овса |
1,5 |
|
Потери при размоле зерна (ячмень и просо) |
0,3 |
|
Потери при водно–тепловой обработке* |
2,5 |
|
Потери при солодоращении |
16% крахмала зерна на солод или 1,2% от всего крахмала сырья |
|
Потери при культивировании микроорганизмов поверхностным способом |
85% от содержания в питательной среде |
|
Потери при культивировании микроорганизмов глубинным способом |
75% от содержания в питательной среде |
|
Потери при сбраживании зерно–картофельного сусла |
4% от сбраживаемых углеводов, введенных в производство |
|
Потери при сбраживании мелассного сусла |
5,6–9,8 |
|
Потери с недобродом в зерно–картофельной бражке |
3,46% от сбраживаемых углеводов, введенных в производство |
|
Потери с недобродом в мелассной бражке |
2,5% от введенного в производство сахара. |
|
Потери при нарастании кислотности бражки |
0,623% от введенных с суслом** |
|
Потери спирта с газами брожения |
0,04% от введенных в производство |
|
Потери при перегонке и ректификации |
0,182% от введенных в производство |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
